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球墨铸铁生产工艺 1 设备选择
* [# E- T" @% V' g ?7 v1 T
) ^ ^+ B, y! L0 {1.1 熔炼设备选择2 ]* D, ^5 g7 p9 O
熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。
* @6 R7 E% w1 g" k! |1.2 球化包的确定
0 D0 _+ f8 m5 T1 C# m* C$ a& X: s3 } 为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。球化包的高度与直径之比确定为2:1。) ~" Q' w( G6 N* u- y
f. X$ k, q* H8 [2 原材料选择: r! v/ \9 ^1 _7 q! O. H
# K( J; C1 _6 u* s/ Q( }2.1 炉料选择
" r* f* l% n* Y) S y 球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。
( Z5 X1 |. ^3 L9 l7 q2.2 球化剂的选择
- v/ S( t S4 t1 n$ F/ K% X 球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。 表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分" ]. [8 Z4 ]% K, y3 v2 J
项目 出铁温度 5 I6 o! f5 B% N
/℃/ W& j' n% \ I6 ]
8 a: h* R- t( o9 j
S % 球化剂成分/%/ v. n% z$ _ ]# Z! l
6 u: o2 Z6 k0 |0 {/ ] aMg
- U8 v- [+ e4 y: WRe' w5 D' Y0 b) s
Si 4 M+ |6 N1 s! f- a, q
电炉 1420~1480
& f5 @; e* G5 |0 j7 ~" k≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0
8 K, N8 h' L+ M
4 `; a) ]5 \; p, a6 x3 炉前控制
% j7 n( o5 h& m* J4 W* l2 A ?3 t
3.1 化学成分选择
" {4 R5 f& H( s+ P; \3 c5 t7 k 球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。
9 R6 R X$ z3 n4 w2 E3.2 球化和孕育处理) E: W I ?/ L* `/ b, |- W
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率; G% {3 x) W+ L% E% i5 b
表2 球铁化学成分 ％
! i0 W/ C$ {4 t) I) Z V牌 号 C Si Mn S P % W/ _. P2 B7 u1 B& h; }; M9 N
QT400~18
" N9 `$ h9 F5 W& d3 R球化前 8 w8 D& B0 U/ r; o+ z
1 y1 b% C8 w+ T+ V* w4 ]球化后
$ ?* y" p: k9 t4 I# N* }3 t8 D- B: F
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
: c+ K m' f0 _! J# t, G3.5~4.0 2.6~3.2- {8 p2 u* f; V6 Y5 q* w# k
≤0.02; a* L: a7 ~% L0 ?4 C& s
* F* q1 I% c: XQT450~103 s$ _4 u9 |9 H, j
球化前 2 O( _ A2 I: h0 x3 A
球化后9 p6 F' w7 n& H; U) ~
" ~! i' B V7 ^5 c" `/ n/ h7 K+ \3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07 5 o1 c" \# M( R0 N4 K& @$ Q
3.5~3.9 2.5~3.05 h& i0 W( l+ K9 d3 U
≤0.02
, X4 n7 F u% S3 ^- C% m' h
7 F9 h- A! @0 @$ O- VQT600~3
7 }# q' z2 _% Q6 V9 u0 c球化前 , P3 s+ F# D4 A! }0 `
球化后
& ?0 M5 c% f& T, H v3 a4 u. |0 j2 p! h% |/ m6 j
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
/ j7 a% O* q. z, g' b5 H3.5~3.8 2.2~2.69 F$ W }4 C* W5 {, i' G
≤0.02, I" t" y; T0 s J- l, d: ]
5 E5 o+ H6 @, t1 b2 ]3 g
QT700~21 [2 b0 y _3 y, A, d
球化前 & E' ^" F1 H- r' t1 _
球化后
" k; I7 T l$ v/ m. \' P J; U& _2 h8 ?0 n! l
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
+ {/ G3 T/ L$ t' X) f' e1 _. h% |3.5~3.8 2.1~2.53 A% T& J! |7 Z9 O: N
≤0.02
. x9 ~( L6 F' |5 y0 A. i* v5 c
! D ~/ a& P; x" I8 k3 ] [7 W
1 D3 z: x- J7 h1 a8 O* A/ Y高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。孕育处理是球墨铸铁生产过程中的一个重要环节，它不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。孕育剂一般多采用FeSi75，其加入量根据对铸件的力学性能要求，一般为0.8％～1.0％。孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成5～25mm的小块。孕育剂应保持干净、干燥。
) o1 t( M( |- S4 ?+ Y& ~ 球化剂和孕育剂要在出铁前加入包中，在连续生产时，刚出完前一炉铁后，包很热，过早加入会使其粘结在包底而削弱球化和孕育效果。为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。0 h2 R9 u) ^" F6 |
3.3 球化效果炉前检验- x3 Z! M) [0 Y Z% w7 m- j- i! \
炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。
1 E, X$ H% o! p ?3 Q. x; k3.4 浇注8 J+ M0 z) B+ H
由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min内浇注完毕，不会有球化衰退问题。 4 结 语$ f7 i& t0 _4 I
在生产中，用Z14号生铁作原材料，中频感应电炉熔化铁水，控制铁水化学成分为：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度与直径之比为2∶1的球化包，把球化剂与孕育剂砸成10～20mm小块，球化剂按1.8％，孕育剂按0.9％比例，向包内先加球化剂，再加孕育剂，最后在上面覆盖干燥的铁屑。铁水在炉中升温到1480℃左右出铁，待反应结束后10min内浇注完毕。生产的φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管，其化学成分为：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各项力学性能指标均达到较高要求，使用效果相当理想。使用１年后证明，球墨铸铁本身具有高强度、耐磨、抗热疲劳等特性，能完全起到轴联接作用；能大大减小噪音、改善工人劳动环境；当过冷钢等超负荷情况下，梅花套管能自动破裂，起到过载安全保护作用；还能显著延长轧辊和梅花轴的使用寿命。同期相比，轧辊消耗降低8％，梅花轴消耗降低11％，连同设备维修工时减少而使同期产量的提高，共取得经济效益近7万元。AAA*球化剂：我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。镁是重要的球化元素，但它密度小（1.73g/cm3）、沸点低（1120℃），若直接加入铁液，镁将浮于液面并立即沸腾，这不仅使镁的吸收率降低，也不够安全。稀土元素包括铈（Ce）、镧（La）、镱（Yb）和钇（Y）等十七种元素。稀土的沸点高于铁水温度，故加入铁水中没有沸腾现象，同时，稀土有着强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织、改善铸造性能。但稀土的球化作用较镁弱，单纯用稀土作球化剂时，石墨球不够圆整。稀土镁合金（其中镁、稀土含量均小于10%，其余为硅和铁）综合了稀土和镁的优点，而且结合了我国的资源特点，用它作球化剂作用平稳、节约镁的用量，还能改善球铁的质量。球化剂的加入量一般为铁水质量的1.0%~1.6%。2 k7 |* r! Y3 L6 Y2 |& o7 A
孕育剂：促进铸铁石墨化，防止球化元素造成的白口倾向，使石墨球圆整、细化，改善球铁的力学性能。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水质量的0.4%~1.0%。由于球化元素有较强的白口倾向，故球墨铸铁不适合铸造薄壁小件。
" ^$ \) F7 d A球化处理：以冲入法最为普遍，如图1-50所示。将球化剂放在铁液包的堤坝内，上面铺硅铁粉和稻草灰，以防球化剂上浮，并使其缓慢作用。开始时，先将铁液包容量2/3左右的铁液冲入包内，使球化剂与铁液充分反应。尔后，将孕育剂放在冲天炉出铁槽内，用剩余的1/3包铁液将其冲入包内，进行孕育。' Q3 _3 o% K: P6 B7 q! O
6 r) `4 x: T& X. K4 {BBB*由于原铁液含硫量较高,不可能达到<0 018%的要求,球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定,能及时提供原铁液的含硫量,试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%,去硫耗镁量在0 0076%上下波动,这在工艺上是可以接受的。+ }* i" x" p, E u3 b
球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多,就会引起残余镁量过多,虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常),但是它会增加收缩,引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高,球化剂加入量过多,较易出现碳化物,白口倾向严重,导致球数合格率的下降;如果球化剂加入量过少,就会导致残余镁量不足,影响球化的合格率,球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果,并说明如下:①球化剂加入量1 4%时,由于残余镁量不足,出现蠕虫状石墨;②加入量1 8%时,由于残余镁量过多,出现碳化物,导致球数下降,不过二者球径大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率: {1 t. g. x. o, m
铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法- \1 G2 t5 {9 z3 e; X L( o8 d
1． G8 |5 z) e, K* p! ?
铸铁牌号表示方法
! _# D) t( r2 c! p _1．
2 ? R4 F% _; l% m* `3 C1各种铸铁代号
( R& k* m5 U1 O. z) d' p- @. r各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字的第一个大写正体字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别，同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音字第一个大写正体字母，排列在后面。其代号见附录A（补充件）。
9 G m1 d* w( l! b- D1．
, [* z5 d2 v( U; Q! K2元素符号、名义含量及机械性能
: Q9 ^# `( c. Y% _合金化元素符号用国际化学元素符号表示，混合稀土元素符号用“R”表示。含量及机械性能用含量。8 H0 z9 q' _, s. W: P% h
1．2．1在牌号中常规碳、硅、锰、硫、磷元素，一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号及含量。( [) T" T I& \" _4 M$ E! Z$ U) }
1．2．2合金化元素的含量大于或等于1%时，用整数表示，小于1%时，一般不标注，只有对该合金特性有较大影响时，才予标注。
. b. _" u+ p+ k) I* x1．2．3合金化元素按其含量递减次序排列，含量相等时按元素符号的字母顺序排列。
/ x9 F0 p6 U5 r$ L% J0 v2 m' d; z0 R+ W1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则
$ m1 V* n2 U [$ P5 C) l编写标准的一般规定》附录C。) }6 v& G! O. U6 j
1．2．5牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值，两组数字间用“-”隔开。
: s0 Q; N! U8 p5 d2 g8 x1．2．6当牌号中标注元素符号及含量还需标注抗拉强度时，抗拉强度值置于元素符号及含量之后，之间用“-”隔开。
. k1 A. v2 s) L/ y* Y2 N# N+ J2 H0 L* `! L
1 J6 ]- E! `$ ?" B) N
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楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
